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高溫拉伸測試

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發(fā)布時(shí)間：2025-03-12 16:21:40 更新時(shí)間：2025-03-11 16:22:58

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

高溫拉伸測試用于評(píng)估材料在高溫環(huán)境下的力學(xué)性能（如抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、斷后伸長率及斷面收縮率），廣泛應(yīng)用于航空航天、能源裝備、核電材料及高溫合金的研發(fā)與質(zhì)量控制。以下是基于 ASTM E21-20（金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)）、ISO 6892-2:2018（金屬材料高溫試驗(yàn)方法） 及 GB/T 4338-2022（金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)方法） 的系統(tǒng)化檢測方案：

一、核心檢測參數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)條件

檢測類別	關(guān)鍵參數(shù)	測試標(biāo)準(zhǔn)	適用材料
溫度范圍	室溫~1200℃（典型測試：300℃、600℃、900℃）	ASTM E21-20（±2℃均勻性）	高溫合金、不銹鋼
拉伸速率	應(yīng)變速率控制（10?³~10?? s?¹）或恒位移速率	ISO 6892-2:2018（方法A或B）	鈦合金、鎳基合金
溫度均勻性	試樣標(biāo)距段溫度梯度≤±1.5%	GB/T 4338-2022（熱電偶校準(zhǔn)要求）	陶瓷基復(fù)合材料
高溫引伸計(jì)	測量精度≤±1μm（最高1200℃）	ASTM E83-20（引伸計(jì)校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)）	金屬基復(fù)合材料

二、設(shè)備配置與試樣制備

1. 測試系統(tǒng)組成

高溫爐：電阻爐/感應(yīng)爐（最高1600℃），帶三區(qū)控溫（均熱帶長度≥3倍試樣直徑）；
加載框架：伺服液壓或電動(dòng)機(jī)械式，載荷范圍10kN~1000kN；
溫度測量：S型熱電偶（0~1600℃）或紅外測溫儀（非接觸式，精度±1℃）；
數(shù)據(jù)采集：同步記錄載荷-位移-溫度曲線（采樣頻率≥10Hz）。

2. 試樣制備

形狀：圓柱試樣（直徑6mm、標(biāo)距30mm）或板狀試樣（厚度≤3mm，標(biāo)距50mm）；
加工要求：表面粗糙度Ra≤1.6μm，避免加工硬化（線切割+電解拋光）；
尺寸測量：千分尺測量標(biāo)距段直徑（精度±0.01mm）。

三、測試流程與操作規(guī)范

1. 前期準(zhǔn)備

熱電偶安裝：焊接或夾持于試樣標(biāo)距段中部，確保接觸良好；
高溫爐預(yù)熱：以≤10℃/min速率升溫至目標(biāo)溫度，保溫15~30min（使溫度均勻）。

2. 測試執(zhí)行

裝夾試樣：
- 使用高溫夾具（陶瓷或鎳基合金），避免熱膨脹干擾；
- 確保試樣與加載軸線同軸（偏差≤0.05mm）。
溫度控制：
- 實(shí)時(shí)監(jiān)控試樣標(biāo)距段溫度，波動(dòng)≤±2℃；
- 感應(yīng)爐需調(diào)整線圈位置以優(yōu)化均熱區(qū)。
加載程序：
- 應(yīng)變速率控制（推薦）：初始彈性階段采用高應(yīng)變速率（10?³ s?¹），塑性階段切換至10?? s?¹；
- 恒位移速率：根據(jù)材料特性設(shè)定橫梁速度（如0.5mm/min）。
斷裂終止：
- 試樣斷裂后立即停止加載，記錄斷裂位置與形貌；
- 高溫爐降溫（速率≤5℃/min），防止熱沖擊損壞爐體。